DE1463654B2 - PULSE CONTROLLED SWITCHABLE DC MOTOR - Google Patents
PULSE CONTROLLED SWITCHABLE DC MOTORInfo
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Description
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einem Siliziumgleichrichter versehene Steuervorrich- ausreichendes Restfeld für eine kleine zu erzeugende
tung fließende Strom der Summe der Batteriespan- EMK vorhanden ist. Obwohl dieses Verfahren durchnung
und der erzeugten elektromotorischen Kraft ge- führbar ist, führt es nicht in allen Anlagen zum Erteilt
durch die" Summe des Motorwiderstandes und folg, weil es auf einem Restmagnetfeld beruht, weider
Batterieausgangsimpedanz. Dieser Strom ist na- 5 ches nicht im voraus genau festgelegt werden kann,
türlich größer als der Motorbremsstrom, und sofern von Motor zu Motor verschieden ist und auch von
die Steuervorrichtung nicht besonders reichlich be- dem Verwendungszweck des Fahrzeuges abhängt,
messen ist, steuert sie nicht mehr. In der Zeichnung sind zwei verschiedene Ausfüh-a silicon rectifier provided control device sufficient residual field for a small device to be generated flowing current of the sum of the battery chip EMF is available. Although this method can be carried out and the electromotive force generated, it does not lead to the sum of the motor resistance in all systems and, because it is based on a residual magnetic field, the battery output impedance can be precisely determined in advance, of course greater than the engine braking current, and provided it differs from engine to engine and the control device does not depend particularly on the intended use of the vehicle,
is measuring, it no longer controls. The drawing shows two different designs
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei rungsbeispiele der Erfindung in Form von Schaltskiz-The invention is based on the task of providing examples of the invention in the form of Schaltskiz-
einem Gleichstrommotor der eingangs beschriebenen io zen dargestellt.a DC motor of the io zen described above.
Art die beim Zurückschalten des Motors auftreten- In F i g. 1 ist dem Motoranker A eine Diode D2 Type that occur when the engine is downshifted- In F i g. 1, the motor armature A is a diode D 2
den Schwierigkeiten zu beheben, die insbesondere parallel geschaltet. Der Ankert besitzt einen Um-to fix the difficulties that particular connected in parallel. The anchor has an
auftreten, wenn der Motor durch Umschalten ge- schalter X-X. Die Diode D, greift nicht in den norma-occur when the motor is switched on by switching switch XX. The diode D does not intervene in the normal
bremst wird, so daß er dazu neigt, in umgekehrter len Arbeitsgang der Steuervorrichtung ein, verhindertis braked so that it tends to work in the reverse len operation of the control device, prevented
Richtung zu laufen. 15 jedoch die vorerwähnte Wirkungsweise des Haupt-Direction to run. 15, however, the aforementioned mode of action of the main
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch ge- strommotors. Werden die Verbindungsleitungen desAccording to the invention, this object is achieved by a current motor. If the connecting lines of the
löst, daß bei der Bremsung ein von dem durch die Motorankers mittels des Umschalters um- oder zu-triggers that during braking, one of the toggles made by the motor armature by means of the switch
Bremsdiode fließenden Strom abhängiges Signal, wie rückgeschaltet, so fließt der erzeugte AnkerstromBrake diode flowing current-dependent signal, as if switched back, the armature current generated flows
der an der Bremsdiode auftretende Spannungsabfall, über die Diode D2 und das Hauptstromfeld und nichtthe voltage drop occurring at the braking diode, across the diode D 2 and the main current field and not
zur Begrenzung des Tastverhätnisses des Impulsgene- 20 über die Diode D1, welche den Stromdurchgangto limit the duty cycle of the pulse generator 20 via the diode D 1 , which controls the passage of current
rators dient. durch das Feld F während der Impulspausen auf-rators serves. through the field F during the pulse pauses
Eine zweckmäßige Weiterbildung der Erfindung rechterhalten soll. Daraus ergibt sich, daß das Steuerbesteht darin, daß die Impulsgenerator-Steuereinrich- system nicht mehr unstabil ist und daß der Motor tung einen Transistor enthält, dessen Emitterbasis- sich nicht selbst erregt. In diesem Falle kann der Mokreis zur Abtastung der über der Bremsdiode wäh- 25 toranker aber beim Zurückschalten als effektiv kurzrend des Bremsens auftretenden Spannung über einen geschlossen angesehen werden. Bei effektiv kurzge-Spannungsteiler parallel zu der Bremsdiode geschal- schlossenem Motoranker ist der Hauptfaktor fjir die tet und dessen Kollektor mit der Steuerelektrode des Begrenzung der durch den impulsgesteuerten Silizi-Impulsgenerators verbunden ist. umgleichrichter CG fließenden maximalen Impuls-An expedient development of the invention is intended to maintain right. The result is that the control is that the pulse generator control system is no longer unstable and that the motor device contains a transistor whose emitter base does not self-excite. In this case, the motor circuit for scanning the armature across the braking diode, but when switching back, can be viewed as an effectively short-term braking voltage across a closed circuit. When the motor armature is effectively short-circuit voltage divider connected in parallel to the braking diode, the main factor is fjir the tet and its collector is connected to the control electrode of the limiter, which is connected by the pulse-controlled silicon pulse generator. inverter CG flowing maximum pulse
Die Möglichkeit einer Unstabilität des Motors wird 30 ströme die Motorinduktivität. Da bei hoher Impulsdadurch
verhindert, daß dem Motoranker eine Diode geschwindigkeit so viel Strom durch das Hauptstromparallel
geschaltet wird. Da die Strombegrenzung feld fließt, daß es gesättigt und dadurch seine effekdann
ganz von der Induktivität des Hauptstromfeldes tive Induktivität verringert wird, darf die Steuervorabhängt,
ist eine hohe Impulsgeschwindigkeit unzu- richtung beim Zurückschalten des Fahrzeuges nicht
lässig, und um zu vermeiden, daß die Impulsge- 35 schnelle Impulse geben. Abgesehen von den im Steuschwindigkeit
einen kritischen Wert überschreitet, ersystem auftretenden hohen maximalen Strömen erwird
vorteilhaft eine Glättungsschaltung benutzt, zeugt nämlich eine hohe Impulsgeschwindigkeit ein
durch welche die Basis eines Transistors gespeist derart starkes Magnetfeld, daß durch den Anker über
wird, dessen Ausgangsleistung die normale Wirkung die Diode D2 außerordentlich hohe Ströme erzeugt
des Verzögerungskreisstroms unmöglich macht. In- 40 werden und das Fahrzeug auf diese Weise äußerst
folgedessen schaltet die Steuervorrichtung während schnell zum Halten gebracht wird,
des Rückschaltvorganges bei einer vorbestimmten Eine Vorrichtung zur Verhinderung einer hohen
»Schleich«-Geschwindigkeit zurück. Wenn der Rück- Impulsgeschwindigkeit während des Zurückschaltens
schaltvorgang beendet und das Fahrzeug zum Halten ist in F i g. 2 dargestellt. Hieraus ist ersichtlich, daß
gebracht ist, fährt das Fahrzeug in normaler Weise in 45 der Motoranker, wenn er über die Diode D2 arbeitet,
umgekehrter Richtung. einen kleinen Spannungsabfall aufweist. Der AbfallThe possibility of motor instability will flow down the motor inductance. Since with a high pulse this prevents the motor armature from switching so much current through the main current in parallel to the motor armature. Since the current limiting field flows so that it becomes saturated and its effective inductance is then completely reduced by the inductance of the main current field, the control may depend on the fact that a high pulse speed is not permissible when shifting down the vehicle, and in order to avoid that the pulse rate - Giving 35 quick impulses. Apart from the high maximum currents occurring in the control speed exceeding a critical value, a smoothing circuit is advantageously used, namely a high pulse speed which feeds the base of a transistor testifies to a magnetic field that is so strong that the armature overcomes its output power the diode D 2 generates extremely high currents which makes the delay circuit current impossible. In this way, the vehicle will shift extremely consequently while being brought to a quick stop,
the downshift process at a predetermined A device to prevent a high "creep" speed back. If the reverse pulse rate stops during the downshift and the vehicle is about to stop in FIG. 2 shown. It can be seen from this that if the vehicle is traveling in the normal manner, the motor armature, if it is working via the diode D 2 , is in the opposite direction. has a small voltage drop. The trash
Außerdem kann Wiederbetätigung des eingeschal- am Anker ist auf zwei Ursachen zurückzuführen,In addition, re-actuation of the shuttered armature can be traced back to two causes,
teten, gesteuerten Siliziumgleichrichters verhindert nämlich auf das Knie der Diodenkennlinie (durchwegcontrolled silicon rectifier prevents the diode characteristic curve from falling to the knees (consistently
werden, wenn ein Elektrokarren oder ein anderes 0,6 bis 0,7 Volt bei Siliziumdioden) und darauf, daßbe if an electric cart or another 0.6 to 0.7 volts for silicon diodes) and on that
motorangetriebenes Fahrzeug nicht mehr in der mit- 50 an der Diode D2 beim Durchgang hoher Ströme derMotor-driven vehicle is no longer in the 50 at diode D 2 when high currents pass through
tels der Umschaltung gewählten Richtung, sondern in normale ohmsche Spannungsfall auftritt,by means of the direction selected, but occurs in a normal ohmic voltage drop,
der Gegenrichtung fährt. Bei Doppelschlußmotoren Die Geräte R1, R2 und C1 sollen diese Spannungin the opposite direction. In the case of double-wound motors, the devices R 1 , R 2 and C 1 should have this voltage
beispielsweise, welche mit einer Nebenschluß wick- abfühlen und einen "ihr proportionalen, geglättetenfor example, which sense with a shunt winding and a "proportional, smoothed
lung versehen sind, so daß der Motoranker auch bei bzw. ausgeglichenen Gleichstromausgang ergeben,treatment are provided so that the motor armature also results in or balanced direct current output,
geöffneter Diode bzw. geöffnetem, gesteuertem Silizi- 55 Die Ausgangsspannung der Glättungsschaltung wirdopen diode or open, controlled silicon 55 The output voltage of the smoothing circuit is
umgleichrichter eine EMK erzeugen kann, hängt die dann in die Basis des Transistors TR1 gegeben. Derconverter can generate an EMF, which then depends in the base of the transistor TR 1 . Of the
Richtung dieser elektromotorischen Kraft sowohl von Kollektor dieses Transistors speist den Verzögerungs-Direction of this electromotive force both from the collector of this transistor feeds the delay
der tatsächlichen Fahrtrichtung des Fahrzeuges als Stromkreis der Steuervorrichtung. Jeder über Null lie-the actual direction of travel of the vehicle as a circuit of the control device. Everyone is above zero
auch von der gewählten Richtung ab. Dabei ist es gende Transistorstrom ist in der Lage, eine Erhöhungalso depends on the chosen direction. Thereby it is lowing transistor current is able to increase
möglich, die erzeugte EMK zur Betätigung eines Re- 60 der Impulsgeschwindigkeit durch den Verzögerungs-possible to use the generated EMF to actuate a Re- 60 the pulse speed through the delay
lais zu benutzen, welches seinerseits die Betätigung Stromkreis zu vermeiden. Daher arbeitet die Steuer-to use lais, which in turn avoids the actuation of the circuit. Therefore, the tax
des gesteuerten Gleichrichters verhindert. vorrichtung während des Zurückschaltens immer beiof the controlled rectifier prevented. device during downshifting
Es kann auch ein Reihenschlußmotor verwendet der vorbestimmten »Schleiche-Geschwindigkeit.A series-wound motor can also be used with the predetermined "creep speed".
werden, bei welchem die erzeugte EMK des Motor- Diese »SchleichÄ-Geschwindigkeit wird so gewählt,at which the EMF generated by the motor- This »creepingÄ speed is chosen so that
ankers für die Betätigung eines Verstärkers benutzt 65 daß das Fahrzeug gesteuert und sanft zum HaltenAnchor used to operate a booster 65 that steers and gently stops the vehicle
wird, der seinerseits ein Relais betätigt. Im Falle des kommt. Der Fahrer kann das anteilige, durch denwhich in turn actuates a relay. In the case of comes. The driver can use the pro rata
Reihenschlußmotors, bei welchem kein Nebenschluß- Motor erzeugte Bremsmoment nicht beeinflussen undSeries motor, in which no shunt motor does not affect the braking torque generated and
feld zur Verfügung steht, wird angenommen, daß ein das vom Konstrukteur vorgeschriebene Sicherheits-field is available, it is assumed that a safety
bremsmoment nicht überschreiten. Bei einigen Ausführungsformen kann es zweckmäßig sein, daß der Fahrer die Möglichkeit hat, das Bremsmoment während des Zurückschaltens zu beeinflussen. Zu diesem Zweck kann ein Potentiometer angeordnet werden, welches an den Bremshebel anzuschließen ist. Wenn das Zurückschalten beendigt ist, d. h. wenn das Fahrzeug zum Halten gekommen ist, fährt es bei einer durch den Verzögenmgsstromkreis der Vorrichtung eingestellten Geschwindigkeit in der Gegenrichtung, sofern die Ankerverbindungsleitung nicht wieder umgeschaltet wird.Do not exceed the braking torque. In some embodiments it may be useful that the Driver has the opportunity to influence the braking torque while downshifting. To this For this purpose, a potentiometer can be arranged, which is to be connected to the brake lever. if the downshift is complete, d. H. if the vehicle has come to a stop, it drives at one the speed set by the device's deceleration circuit in the opposite direction, provided that the anchor connection line is not switched again.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
Claims (2)
ter und einem Kondensator versehen, zwischen einer Wenn der Motor jedoch zurückgeschaltet wird, beBatterie mit Gleichstromquelle und dem zu steuern- wirkt die Umsteuerung des Motorankers oder der den Motor angeordnete Impulsgeneratorschaltung so- Hauptstromfeld-Verbindungsleitungen, daß der Mowie eine Einrichtung zur Regelung der Impulsfre- 55 toranker eine EMK erzeugt, durch welche die bequenz und der mittleren Motorleistung besitzen. In nutzte Spannung unterstützt wird. Nach der Beendieinigen Fällen ist in der Schaltung ein Gerät zur Auf- gung eines Impulses arbeitet der Motoranker über die rechterhaltung des Stromflusses während der Impuls- vorerwähnte Diode und das Hauptstromfeld weiter, pausen angeordnet. Auch kann in der Schaltung eine wobei er die Felddichte und mithin die EMK erhöht. Einrichtung zur Aufhebung der »Induktionswirkung« 60 Das Steuersystem ist nunmehr also unstabil, und der der Batterie vorgesehen werden, durch welche die Strom steigt im Motor auf einen Wert an, welcher der Kondensatorladung verringert und infolgedessen das erzeugten Ankerspannung geteilt durch den Motor-Abschalten des gesteuerten Gleichrichters verhindert widerstand entspricht. Die Ankerspannung ergibt sich wird. aus dem Produkt der Geschwindigkeit und der Sätti-Control systems for DC motors are pulse pause a smaller current reduction, and as a result, which one with a controlled rectification higher maximum currents are possible,
If the motor is switched back, however, a battery with a direct current source and the to be controlled - the reversal of the motor armature or the pulse generator circuit arranged for the motor acts so - main current field connection lines that the Mowie has a device for regulating the pulse frequency. 55 gate anchor generates an EMF through which the sequence and the average engine power have. In harnessed tension is supported. After the end of some cases, a device for applying a pulse is arranged in the circuit, the motor armature works by maintaining the current flow during the pulse - the above-mentioned diode and the main current field continue to pause. Also in the circuit it can increase the field density and therefore the EMF. Device for canceling the "induction effect" 60 The control system is now unstable, and the battery is provided through which the current in the motor increases to a value which reduces the capacitor charge and consequently divides the armature voltage generated by the motor shutdown controlled rectifier prevents resistance matches. The armature voltage is obtained. from the product of the speed and the saturation
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